[发明专利]一种二氧化钛改性羊毛纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化钛改性羊毛纤维的制备方法，首先使用溶胀剂对羊毛纤维进行超声软化溶胀处理，然后将溶胀了的羊毛纤维浸泡在二氧化钛前驱体处理液中，通过超声振荡加速前驱体溶液渗透进入羊毛纤维内部，最后经水热处理使得二氧化钛结晶固着在羊毛纤维内部，而二氧化钛的进一步生长在羊毛纤维表面形成一层牢固的保护膜。本发明方法得到的改性羊毛光催化活性更高，制备工艺简单，生产成本低，对羊毛纤维损伤较小。

技术领域

本发明属于功能纺织材料技术领域，具体涉及一种二氧化钛改性羊毛纤维的制备方法。

背景技术

二氧化钛无毒，性质稳定，抗化学和光腐蚀，光催化活性高，对水污染物中有机物降解没有选择性，矿化比较彻底，不会造成二次污染，是当前最受重视和极具应用前景的光催化材料。基于它的透明性和紫外线屏蔽功能，二氧化钛主要用在防晒护肤、塑料薄膜制品、透明耐用面漆和精细陶瓷等方面。在纺织工业中，通常人们采用液相法来制备纳米二氧化钛，然后将其包覆到纤维或织物表面，或直接将生成的纳米二氧化钛负载到纤维表面，可以用来去除空气中的氮氧化合物或含硫化合物，还原水中的部分重金属离子，同时兼具紫外线防护和抗菌除臭功能。羊毛纤维弹性好，吸湿性强，保暖性好，富含角蛋白氨基酸，但长时间光辐照容易泛黄变色，影响使用效果。虽然可以将纳米二氧化钛包覆在羊毛纤维表面，最大限度地发挥光催化活性，但由于羊毛纤维表面具有一层十分致密的鳞片层，因此纳米二氧化钛很难渗入到纤维内部，从而会影响二氧化钛与纤维基体之间的结合牢度。目前有关将纳米二氧化钛渗入到羊毛纤维内部的相关技术还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种二氧化钛改性羊毛纤维的制备方法，使二氧化钛渗入到羊毛纤维内部，解决了现有纳米二氧化钛改性羊毛纤维中二氧化钛与纤维基体之间的结合牢度差的问题。

本发明所采用的技术方案为，一种二氧化钛改性羊毛纤维的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，将洗净的羊毛纤维浸泡在一定浓度的溴化锂溶液中，于80℃～90℃条件下浸泡2～6h，同时每隔一段时间进行超声振荡处理，取出后挤净多余水分，得溶胀后的羊毛纤维；

步骤2，将步骤1所得羊毛纤维放入到无水乙醇中浸泡20～40min，重复1～3次，随后将其浸泡在二氧化钛前驱体处理液中，超声振荡处理后浸泡12～24h；

步骤3，对步骤2处理后的羊毛纤维进行水煮、清洗和烘干，即得改性羊毛纤维。

本发明的特征还在于，

步骤1中，洗净羊毛纤维与溴化锂溶液的用量为浴比1：50～100。

溴化锂溶液的浓度为50～300g/L。

步骤1中，超声振荡处理时间间隔为1h，每次采用频率为40KHz、功率300W超声振荡器超声10～20min。

步骤2中，二氧化钛前驱体处理液为钛酸四丁酯与无水乙醇按体积比1:10～30的混合液。

羊毛与二氧化钛前驱体处理液的浴比为1：30～50。

步骤2中，超声振荡处理处理过程为：在频率40KHz、功率300W条件下超声振荡20～40min。

步骤3的具体过程为：将羊毛纤维放入到去离子水中，在100℃条件下处理30～60min；随后用无水乙醇浸泡10～20min，然后用去离子水进行反复清洗，于50℃～80℃条件下烘干。

本发明的有益效果是，利用溴化锂溶液对羊毛纤维进行溶胀处理，随后浸泡二氧化钛前驱体处理液，在浓度梯度和超声波的双重作用下，钛酸四丁酯顺利深入羊毛纤维内部，随后经过沸水处理，羊毛纤维内部残留和表面附着的钛酸四丁酯晶化生成二氧化钛晶粒，从而牢固地与羊毛纤维发生结合。采用本发明方法得到的纳米二氧化钛改性羊毛纤维光催化活性更高，制备工艺简单，生产成本低，对羊毛纤维损伤较小。